(57)【要約】【課題】耐久性能に優れた扁平タイヤを提供する。【解決手段】カーカス（２）のタイヤ径方向外側に、１層以上の周方向ベルト層（３ａ，３ｂ）と２層以上の傾斜ベルト層（４ａ，４ｂ）とから成るベルト（６）を有し、ベルト（６）の径方向外側にトレッド（５）を配置した空気入りタイヤ（１）であって、周方向ベルト層（３ａ，３ｂ）の最大幅（ＢＷ１）がタイヤの総幅（ＴＷ）の６０％以上であり、少なくとも１層の傾斜ベルト層（４ａ，４ｂ）の幅が周方向ベルト層（３ａ，３ｂ）の幅よりも広く、さらに、周方向ベルト層（３ａ，３ｂ）の少なくとも１層において、コードの弾性率の幅方向分布は、タイヤの赤道面（Ｃ）上における当該コードの弾性率よりも大きな極大値を、タイヤの赤道面（Ｃ）を挟んだ両側に、少なくとも１つずつ有するものであることを特徴とする空気入りタイヤ（１）を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも１層の周方向ベルト層と、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも２層の傾斜ベルト層とを順に配置して成るベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
前記周方向ベルト層の最大幅がタイヤの総幅の６０％以上であり、少なくとも１層の傾斜ベルト層の幅が周方向ベルト層の幅よりも広く、さらに、
前記周方向ベルト層の少なくとも１層において、コードの弾性率の幅方向分布が、タイヤの赤道面上における当該コードの弾性率よりも大きな極大値を、タイヤの赤道面を挟んだ両側に、少なくとも１つずつ有するものであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記コードの弾性率の幅方向分布は、幅方向端部に最小値があることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記コードの弾性率の幅方向分布を有する周方向ベルト層は、１本または複数本のコードをゴムで被覆したストリップ材を、前記カーカスのクラウン部に螺旋巻きして成ることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ストリップ材には、金属製弾性コード、金属製非伸長コード、有機繊維コードおよび波状またはジグザグ状に型付けしたコードのいずれか、或いは複数を組み合わせて用いることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ、特に耐久性能に優れた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのカーカスの補強に供するベルトについて、特許文献１には、カーカスの周りにタイヤの赤道面に対し、１０〜４０°の傾斜角にて互いに赤道面をはさんで交差する多数のコードを補強素子とする、少なくとも2層の交差ベルトを有し、さらに交差ベルトの下に位置する、少なくとも１層より成り、波形若しくはジグザグ形を成す多数のコードの補強要素を全体としてタイヤの赤道に沿う配向としたストリップ材によるクラウン強化層をも具える構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２０８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両の高速化や低床化の要求により、タイヤの扁平化が進んでおり、これに伴って標準内圧充填時のトレッド部の径方向成長量は一層増大していく傾向にある。このトレッド部における径方向成長の増加は、ベルト端部での応力集中を増幅して当該部分での耐久性能の低下を招くため、特にベルトエンドセパレーションを早期に発生させる要因となる。
【０００５】
即ち、扁平率の低いタイヤでは、内圧充填時のトレッド部、特にショルダ部近傍の径成長量が増大することが問題になるから、タイヤの周方向に配置した補強素子による周方向ベルト層にて径成長を抑制する技術が、例えば、上記した特許文献１にて提案されたのである。
【０００６】
しかし、さらに扁平率が低くなった場合、具体的には、タイヤの断面幅に対する断面高さの比である扁平率が０．７０以下の場合には、周方向ベルト層の幅をさらに拡大しないと、所期した径成長の抑制が困難となる。ところが、周方向ベルト層を拡大することは、以下の新たな問題を招くことになる。
【０００７】
すなわち、周方向ベルト層の幅を拡大すると、該周方向ベルト層の幅方向両端部がタイヤの転動に伴う反復的な引張応力を集中的に受けやすくなる。これによって、内部に埋設したコードが疲労破断してしまう可能性が高まり、タイヤの耐久性能を損ねてしまうことが問題となっている。
【０００８】
そのため、今日の市場において、より高度化する耐久性能への要求を満足するためには、この周方向ベルト層の幅方向両端部におけるコードの疲労破断の究明および解決が急務である。
【０００９】
従って、本発明は、上記の課題に鑑み、特に扁平率の低い空気入りタイヤにおける耐久性能を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、従来の空気入りタイヤの耐久性能低下の原因となっていた、周方向ベルト層の端部に埋設したコードの疲労破断を抑制する手法について、鋭意検討したところ、周方向ベルト層に使用するコードの弾性率を、幅方向に適切な分布とすることが有効であるとの知見を得て、本発明を完成するに到った。即ち、上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
【００１１】
（１）一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも１層の周方向ベルト層と、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも２層の傾斜ベルト層とを順に配置して成るベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
前記周方向ベルト層の最大幅がタイヤの総幅の６０％以上であり、少なくとも１層の傾斜ベルト層の幅が周方向ベルト層の幅よりも広く、さらに、
前記周方向ベルト層の少なくとも１層において、コードの弾性率の幅方向分布が、タイヤの赤道面上における当該コードの弾性率よりも大きな極大値を、タイヤの赤道面を挟んだ両側に、少なくとも１つずつ有するものであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１２】
ここで、前記弾性率は、引張歪１．５〜２．０％の範囲で測定した弾性率の平均値を言う。「極大値」とは、その近傍の範囲における最大値を言う。また、各点上のコードの弾性率は、ゴムに埋設された状態で測定するものとし、例えば、前記コードが波状やジグザグ状に型付けされた状態で前記ゴムに被覆されているような場合、その形状による弾性率を、前記コードの弾性率とする。また、例えば、前記周方向ベルト層が、コードをゴム被覆したストリップ材を螺旋巻きすることによって成る、いわゆるスパイラル補強層型である場合、該ストリップ材の断面における平均弾性率より算出するものとする。
【００１３】
（２）前記コードの弾性率の幅方向分布は、幅方向端部に最小値があることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
【００１４】
（３）前記コードの弾性率の幅方向分布を有する周方向ベルト層は、１本または複数本のコードをゴムで被覆したストリップ材を、前記カーカスのクラウン部に螺旋巻きして成ることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
【００１５】
（４）前記ストリップ材には、金属製弾性コード、金属製非伸長コード、有機繊維コードおよび波状またはジグザグ状に型付けしたコードのいずれか、或いは複数を組み合わせて用いることを特徴とする上記（３）に記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、従来、問題となっていた幅広の周方向ベルト層の幅方向端部におけるコードに生じる反復的な引張応力を効果的に緩和することが可能であり、これにより、該部分の疲労破断を抑制し、空気入りタイヤの耐久性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に従う空気入りタイヤの幅方向断面図である。
【図２】本発明に従う空気入りタイヤのトレッド部付近を示す拡大幅方向断面図である。
【図３】本発明に従う空気入りタイヤの周方向ベルト層に使用するコードの弾性率の幅方向分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照にして、本発明について詳細に説明する。ここで、図１は、本発明に従う空気入りタイヤ１の幅方向断面図であり、図２は、該タイヤ１のトレッド部５付近を示す拡大幅方向断面図である。図３は、本発明に従う空気入りタイヤの周方向ベルトに使用するコードの弾性率の幅方向分布の一例を示す図である。
【００１９】
図１に示す空気入りタイヤ１は、一対のビード部（図示せず）間にトロイダル状に跨るカーカス２のクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面Ｃに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも１層、図示例では２層の周方向ベルト層３ａ，３ｂと、タイヤの赤道面Ｃに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも２層、図示例では２層の傾斜ベルト層４ａ，４ｂとを順に配置して成るベルト６を有し、ベルト６のタイヤ径方向外側にトレッド５を配置する。
【００２０】
ここで、本発明では、図１および２に示すように、前記周方向ベルト層３ａ，３ｂの最大幅ＢＷ１がタイヤの総幅ＴＷの６０％以上であり、少なくとも１層の傾斜ベルト層４ａ，４ｂの幅が周方向ベルト層３ａ，３ｂの幅よりも広い必要がある。上記により、内圧充填時のトレッド部５の径方向成長を抑制し、タイヤの形状を保持する。
【００２１】
さらに、本発明では、前記周方向ベルト層３ａ，３ｂの少なくとも１層において、コードの弾性率の幅方向分布が、タイヤの赤道面Ｃ上における当該コードの弾性率よりも大きな極大値Ｍ（Ｐ）を、タイヤの赤道面Ｃを挟んだ両側に、少なくとも１つずつ有するものであることが肝要である。
【００２２】
即ち、周方向ベルト層３ａ，３ｂ上のタイヤの赤道面Ｃと幅方向端部との間の領域内に、タイヤの赤道面Ｃまたは幅方向端部に使用するコードのいずれよりも弾性率の高いコードを使用することを意味する。
【００２３】
かようにコードを配置することにより、例えば、図３に示すような、前記弾性率の幅方向分布を得ることが可能である。ここで、図３に示したＭ（Ｃ），Ｍ（Ｐ）およびＭ（Ｅ）は順番に、タイヤの赤道面Ｃ上のコードの弾性率、コードの弾性率の極大値および周方向ベルト層の幅方向最外側のコードの弾性率を示す。図示例では、コードの弾性率Ｍは、最初、タイヤの赤道面Ｃからタイヤの幅方向外側に向かって漸増し、タイヤの赤道面Ｃからの距離がＢＷ１／４となる点において極大値Ｍ（Ｐ）となり、そこからタイヤの幅方向外側に向かって漸減し、周方向ベルト層の幅方向端部で最も小さくなる。
【００２４】
周方向ベルト層３ａ，３ｂに使用するコードの弾性率に、例えば、上記のような幅方向分布を与えることにより、周方向ベルト層３ａ，３ｂの幅方向端部のコードの疲労破断を効果的に抑制することが可能である。これは、周方向ベルト層の幅方向端部から離れた位置に弾性率の比較的高いコード、以下、高弾性率コードを配したことによって、当該高弾性率コードが、タイヤの転動に伴って生じる反復的な引張応力による引張歪を抑制し、前記幅方向端部のコードにかかる荷重を、効果的に軽減させるためである。
【００２５】
尚、コードの弾性率に分布を与える手法として、例えば、タイヤの赤道面Ｃからの距離に応じて、ヤング率の異なる材料から成るコードを使い分けたり、或いは、同じ材料から成るコードを波状またはジグザグ状に型付けする等してからゴム被覆し、その型付けの形状によって弾性率を異ならせたりすることが可能である。
【００２６】
また、例えば、コードをゴム被覆したストリップ材を螺旋巻きすることによって前記周方向ベルト層３ａ，３ｂを成形する場合、該ストリップ材に使用するコードの弾性率を変化させるなどして製造した弾性率の異なるストリップ材を使い分けることによって、前記周方向ベルト層の弾性率に変化を与える手法も効果的である。
【００２７】
また、図３に示すように、本発明では、前記コードの弾性率の幅方向分布は、幅方向端部に最小値があることが好ましい。
【００２８】
本発明の構成に加え、前記コードの弾性率Ｍの幅方向分布を、幅方向端部で最小とする、即ち、幅方向端部におけるコードの弾性率Ｍ（Ｅ）を最小とすることによって、コードの疲労破断をより効果的に抑制することが可能である。これは、同一量の歪に対しては、弾性率が小さいほど、負担するエネルギーも少なくてよく、疲労しにくいためである。
【００２９】
さらに、本発明では、前記コードの弾性率の幅方向分布を有する周方向ベルト層３ａ，３ｂは、１本または複数本のコードをゴムで被覆したストリップ材を、前記カーカス２のクラウン部に螺旋巻きして成ることが好ましい。
【００３０】
１本または複数本のコードをゴムで被覆したストリップ材を螺旋状に巻いて、前記周方向ベルト層３ａ，３ｂを製造することによって、前記周方向ベルト３ａ，３ｂの弾性率Ｍを幅方向により柔軟に変化させることが可能である。また、かように周方向ベルト層３ａ，３ｂをタイヤの耐久性能に加え、乗り心地性能やＮＺ性能（ノイズバイブレーション性能）を向上させることが可能である
【００３１】
加えて、本発明では、前記ストリップ材には、金属性弾性コード、金属製非伸長コード、有機繊維コードおよび波状またはジグザグ状に型付けしたコードのいずれか、或いは複数を組み合わせて用いることが好ましい。
【００３２】
例えば、前記周方向ベルト層３ａ，２ｂの幅方向端には、金属製弾性コード等のいわゆるハイエロンゲーションコードを使用し、また、タイヤの赤道面Ｃ付近には、波状やジグザグ状に型付けした金属製非伸長コードなどを配して、弾性率の分布を適切とすることが可能である。
【実施例】
【００３３】
図１に示すタイヤの幅方向断面の構成に従い、表１に示す仕様の下に適用した、サイズ４３５／４５Ｒ２２．５のトラック・バス用タイヤをそれぞれ試作した。かくして得られた供試タイヤを、サイズ１４．００×２２．５のリムに組み込み、内圧を９００ｋＰａに調整した上で、ドラム荷重：５９．０ｋＮおよびドラム回転速度６０．０ｋｍ／ｈの条件にて２４時間ドラム走行させ、その後、タイヤを解剖して周方向ベルト層におけるコードの疲労破断本数を確認した。
尚、各タイヤの周方向ベルトには、弾性率ＭがＭ（Ｗ１）〜Ｍ（Ｗ５）；｛Ｍ（Ｗ１）＜Ｍ（Ｗ２）＜Ｍ（Ｗ３）＜Ｍ（Ｗ４）＜Ｍ（Ｗ５）｝であるコードを、タイヤの赤道面Ｃからの距離によって使い分けた。以下の表１にその仕様を示す。
【００３４】
【表１】
2010254223.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、従来例タイヤは、前記コードの弾性率Mが、幅方向に均一であるタイヤであり、比較例タイヤは、同弾性率Mが、タイヤの赤道面から幅方向外側にかけて小さくなるタイヤであり、また、発明例タイヤ１〜４は、本発明の要旨を満たすタイヤである。発明例タイヤ１〜４のコード疲労破断数は、従来例タイヤおよび比較例タイヤに対して格段に少なく、耐久性能に優れていた。
【００３６】
これは、タイヤの赤道面と周方向ベルト層の幅方向端部との間に、高弾性率コード（具体的には、弾性率MがＭ（５）であるコード）を配置したことにより、当該高弾性率コードが、タイヤの転動に伴って生じる反復的な引張応力による引張歪を抑制し、周方向ベルト層の幅方向端部のコードにかかる応力を効果的に軽減させたためである。これにより、従来のタイヤにおいて特に顕著であった、周方向ベルト層の幅方向端部のコードの疲労破断を抑制し、周方向ベルト層全体の疲労破断本数を大幅に低減させることができた。
【００３７】
また、上記発明例タイヤ１〜４の中でも、周方向ベルト層に使用するコードの弾性率Mの幅方向分布が端部、表１の例では赤道面Ｃからの距離（％）が４０〜５０％の範囲で、最小となることを特徴とする発明例タイヤ２〜４は、発明例タイヤ１に対し、さらにコード疲労破断数が少なく、優れた耐久性能を呈した。これは、周方向ベルト層の幅方向端部におけるコードの弾性率M（E）を、他のコードの弾性率Mよりも小さくしたことにより、当該幅方向端部におけるコードにかかる疲労を低減することができたためである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明により、従来、問題となっていた周方向ベルト層の幅方向端部に埋設したコードに生じる反復的な引張応力を効果的に緩和し、疲労破断を抑制することが可能である。これにより、特に、扁平率の低い空気入りタイヤにおいて、耐久性能を大幅に向上することが可能である。また、タイヤに配する周方向ベルトおよび傾斜ベルト層の幅を、タイヤの耐久性能を低下させることなく、従来対比拡大することが可能であり、これにより、タイヤの耐摩耗性能等を初めとした他の諸性能の向上を図ることも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｃ          タイヤの赤道面
ＴＷ        タイヤの総幅
ＢＷ１      周方向ベルト層の最大幅
ＢＷ２      傾斜ベルト層の最大幅
１          空気入りタイヤ
２          カーカス
３ａ        周方向ベルト層（最大幅）
３ｂ        周方向ベルト層
４ａ        傾斜ベルト層（最大幅）
４ｂ        傾斜ベルト層
５          トレッド部
６          ベルト
Ｍ          コードの弾性率
Ｍ（Ｃ）    コードの弾性率（赤道面上）
Ｍ（Ｅ）    コードの弾性率（幅方向端部）
Ｍ（Ｐ）    コードの弾性率（極大値）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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